教授观点 | Jeffrey Erlich ——贫困这个死循环能被神经科学打破吗？

造就第457位讲者 Jeffrey Erlich

上海纽约大学神经学与认知科学助理教授

纽约大学全球特聘助理教授

贫困是我们这个时代最大的健康危机。世界上最贫穷的国家和最富裕的国家之间，人的预期寿命差距达到了30年。在非洲的国家中，人们的平均死亡年龄是55岁；而在美国，人们的预期寿命超过了80岁。

该图比较了2015年联合国承认的所有182个国家的预期寿命和人均GDP

当然，贫困有着很多原因：战争、饥荒，还有疫病。但即使是在美国，最贫穷地区和最富裕地区的预期寿命也有20多年的差距。

关于贫困，最悲惨的事情之一就是，它会从上一代传到下一代。出生在贫困家庭的孩子，他们在获取食物、医疗和教育资源方面的机会较少。这会导致他们错失机遇以及压力增大，而这又会导致他们收入变得更低，然后他们的孩子重蹈相同的厄运。

贫困也是个神经学问题？

那么，贫困与神经科学有什么关系呢？

贫困其实有两个方面跟神经科学存在关联：首先，贫困属于一种慢性压力状态；其次，贫困涉及到财务决策。神经科学对这两者都有着相对广泛的研究，尤其是对压力。

首先，贫困属于一种慢性压力状态，它会从生理上表现出来。如果我们测量贫困人群的血压或激素水平，跟正常人群相比，他们的血压或激素水平都会显得高出很多，这种现象甚至可见于生活在贫困中的儿童身上。

能在儿童身上验证这一点是很重要的，因为就成年人而言，你可以说，导致他们高血压的原因是他们不健康的生活习惯，因为抽烟、喝酒或缺乏运动。但我们很难把这套论证用在儿童身上。神经科学研究压力已经有100多年的时间，毫无疑问，我们都会用到压力这个词语。像是工作让我感到有压力，做这场演讲让我感到有压力，等等。

但在生物学中，我们对压力有着更具体的定义。所谓压力源，给我们带来压力的东西，就是让我们失去平衡的东西。我们会使用“稳态”（homeostasis）这个术语，但它实际上只是一种我们跟周遭环境的平衡感。饥饿、口渴、疲倦、孤独以及失控的感觉，这些都是压力源。

举个例子，我们的工作有一个截止日期，我们要在那之前提交成果，那会促使我们努力工作，并作出良好表现。这是好的压力，它会促使我们做一些事情，让自己再次达到平衡状态；

但如果我们有太多的工作要做，一次又一次地错过最后期限，而且无法真正达到平衡，那么这会导致我们进入承受慢性压力的状态。

我们已经知道，慢性压力会对我们的身体和大脑产生严重的长期负面影响：在大脑中，慢性压力会导致跟记忆和执行功能（例如自我控制和决策）有关的脑区出现萎缩，同时它也会增强那些跟习惯和本能有关的脑区。这方面的研究已经非常成熟了。所以，这是贫困与神经科学之间的第一个联系。

至于第二个联系，就像我前面说到的，是财务决策。

神经科学研究决策已经有相当长的时间了，我们对决策涉及到的神经回路有着相对深入的理解，尽管这种理解肯定不全面，但这仍然是一个非常活跃的研究领域，而压力对大脑的影响也是如此。

我们现在已经知道，处于贫困状态的人倾向于做出糟糕的财务决策，他们背负高息贷款，不会为退休提前存钱，诸如此类。这些糟糕的财务决策如何导致贫困的恶性循环，这是一个越来越受到研究人员关注的课题。

这里要着重说明一点，我们把这些财务决策称之为跨期偏好（intertemporal preference），也就是相较于当前的我自己，我有多喜欢未来的我自己。如果我更喜欢未来的我自己，我就是有耐心的；或者，如果我更喜欢当前的我自己，那你就可以认为我是冲动的。

假设我今天彩票中了奖，当前的我自己可能只想买下一辆豪华轿车，买下一套豪华公寓。但未来的我自己并不希望如此，未来的我自己希望把这些钱存下来，这样我在退休后就能过得舒舒服服。

研究人员已经找到很好的证据表明，贫困人群倾向于喜欢当前的自己，他们聚焦的是当下。当然，有人可能会说，他们这也是没办法，如果他们连买食物的钱都没有，他们又怎么能为退休存钱呢？

但是实验研究表明，即使是中产阶级和上层阶级的人，如果让他们处于慢性压力状态下，他们做出的选择也会转变为更聚焦于当下。

因此，这表明可能存在一种核心生物机制，压力通过它将我们关注的焦点从未来转移到当下，而这可能导致贫困的恶性循环。

但是，我们几乎不可能在人类身上验证这一点，因为有太多其他影响因素，比如教育和文化，比如你从父母那里学到的东西，这样的因素数不胜数，还有无法干预的遗传因素。所以，我们需要一个动物模型来解决这个问题：慢性压力是否真的会导致人们的跨期偏好转变为聚焦于当下。

两次技术革命改变了神经科学

那么，我在自己动物模型中选择的动物为何是啮齿动物呢？比如大鼠和小鼠。

啮齿动物和人类都属于哺乳动物。两者大脑结构是类似的，虽然尺寸有很大的差异，而且不同脑区的相对作用也存在着一些差异，但总体而言，它们拥有类似的结构。

我选择啮齿动物的另一个原因是，神经科学领域已经发生了两场革命，它们让我们在决策神经科学的研究进程中出现了一次范式转变。

第一场革命，在我看来是被低估的，它就是我们在这些日子一直都有耳闻的计算机革命。这场革命让电子产品的成本、我们可以存储的数据以及用来追踪行为和神经活动的传感器数量都发生了变化，我们现在可以生成数以TB乃至PB的数据，然后以相对低廉的成本进行存储和分析，而这一切在十年前根本没有可能做到。

这种技术让我们现在能够以前所未有的水平记录神经回路活动，我们还在用跟制造计算机芯片相同的技术制造探针，当我们把这些探针放入脑部，我们可以在动物做出行为时一次性记录下一万个神经元的活动。

能够做到这些真的非常重要，因为大脑太复杂了。传统的工具只能让我们一次查看一个神经元，我们无法获得完整的图景，无从得知大脑活动和个体行为的联系。

第二场革命，你们也听说过，就是基因工程革命。

在过去的10-15年中，我们监测和扰动神经回路的能力已经出现了指数级的提升。利用病毒载体（viral vectors）插入来自其他动物或是合成产生的蛋白质，这让我们能够以毫秒精度控制神经活动。

利用这些工具，我们可以对大脑某个区域的神经元实施控制，我们可以控制从一个区域投射到另一个区域的神经元，可以控制表达特定生物标志物（比如多巴胺或5-羟色胺的受体）的神经元，甚至可以根据神经元的活动模式来控制它们。

事实上，麻省理工学院的研究人员已经利用这个工具将老鼠的正面记忆转变为负面记忆；而普林斯顿大学的研究人员则使用了一种类似的技术，他们用一只老鼠进行实验，转换它的位置，基本上就是观察老鼠在一个地方的神经活动模式，然后把它换到另一个位置后，研究人员在老鼠的大脑中重播那个模式，老鼠会认为自己还在原先的位置。这在现在，真的像是科幻小说中的场景。

在我的实验室里，这些工具让我们得以使用价格便宜的电子设备建立一个高通量的训练中心，目前每天一个技术人员，就可以训练100只动物。因为如果我们希望实验对象学习复杂的认知任务，那么我们就需要很多的动物，这也有助于我们研究个体差异。在神经科学领域，这是另一件存在缺失的事情。

所以说，这些新工具真正让我们得以把DNA跟蛋白质、跟神经回路、跟行为联系在一起。

那么，回到我们的问题：我们希望了解慢性压力如何影响到财务决策，尤其是在未来跟当前之间的权衡；而且，我们想在老鼠身上开展研究，我们想把那些研究成果应用在人类身上。

如何在老鼠身上做人类思维实验？

这里存在一个挑战，老鼠不是人，它们不会为退休存钱，你们懂的。

但事实上，人们已经在实验室对跨期选择做了广泛的研究。关于这个课题的研究论文汗牛充栋，数以千计，有的从经济学视角，有的从心理学视角，也有的从神经科学视角。

我们在实验室研究经济选择的通常方法是，我们向被试提问：

你是想今天拿到10美元，还是在30天后拿到15美元？

更多的人会选择第二项，这很好。如果你选的是第一项，那你千万不要自己去投资，你该找个财务顾问。在30天里拿到15美元，平均年化收益率相当于600%，你在股市可遇不到这种好事。这就是我们在人类身上研究这个问题的方法。

那么，我们怎么在老鼠身上研究这个呢？老鼠不会说话，所以，我们需要找到方法把这个任务转译一下，老鼠是通过反复试错进行学习的，它们从经验中学习。这是我们在研究人类和研究动物之间的一个差距，一个从言语到非言语的差距，第二个是时间跨度差距。

就人类来说，我们的确总是在做出短期决策，举例来说，我本人经常支付2美元来移除手机应用上的广告，这样我就不必每次都等上20秒或是之类的东西。但我们也会做出长期的决策，时间跨度有几天、几周、几个月乃至几年。我们永远不可能去问一只老鼠，你愿不愿意现在放弃一些食物，以换取在两周后获得另一些食物，它永远无法把以后的奖励跟自己在今天做出的选择联系起来。

所以，这是我们需要克服的两个差距。对我和我的团队来说，真正让我们投入精力去研究的原因是：尽管关于这个课题的研究论文数以千计，但没有人真正回答了这个问题：

你在老鼠身上研究的那种决策，那种基于经验为一个奖励而等待几秒钟的决策，是否跟人类在做出涉及几天、几个月或几年的长期决策时所使用的认知过程是一样的？

我们决定自己回答这个问题。

那么，我们怎么做呢？我们决定像训练老鼠一样训练人，我们把志愿者请到实验室，简单来说我们为他们制作了一款电子游戏。我们没有告诉他们游戏是什么，我们只是说，每次你们看到金币时，那跟真钱是挂钩的。然后，我们像调教老鼠一样，是用高音调的声音训练他们：

像是yiii，这样高音调的声音，意味着一份大奖励；

而低音调的声音，像是wuuu，则意味着一份廉价的小奖励；

如果是wan…wan…wan这样的慢调子，那意味着长时间的延迟；

如果他们听到的是wan wan wan这样的快调子，那就是短时间的延迟。

在每次实验中，他们会听到一个声音，然后要做出一个选择：我是应该等待着那份大奖励的出现，还是应该把眼前的小奖励拿到手？

我们多少能够看到其中的权衡选择。如果声音的音调很高，那意味着奖励很大；如果延迟是短时间的，那么你会感到高兴。你喜欢的是短延迟的大奖励，这很好，你不会喜欢长延迟的小奖励，没有谁会喜欢。

我们把被试带到实验室，我们用这项非言语任务对他们进行训练，然后让他们完成三次不同的实验。通过几百次尝试，被试学会了声音和奖励选项之间的对应关系。

在完成这项实验后，我们再把被试请回来，让他们做这道用言语编写的经典选择题。我们找来的被试有说英文的，也有说中文的，我们因人而异呈现不同的语言版本。

然后，我们提出的问题是：那些在言语任务中表现最冲动的人，是否也是在非言语任务中表现最冲动的人呢？

我们发现，这里面存在着一种高得惊人的相关性。在这张图表上，我们可以看到：

在言语任务中最耐心的被试，也是非言语任务中最耐心的被试；而言语任务中最冲动的被试、最不耐烦的被试，同样也是非言语任务中最不耐烦的被试。

这一点真的很重要，因为它向我们展示的是人们在做出有关当前和未来的决策时所表现的偏好差异，不管那个决策是基于经验还是基于一个用言语呈现的选项，他们都表现出了相同的偏好，这表明他们正在使用相同的认知策略，而这又证明，我们可以使用老鼠来研究这种行为。

所以，我们在训练老鼠来完成这些任务以及其他财务相关任务。在我讲这些话时，我的博士后研究员们正在实验室里，他们在向老鼠施加压力，然后对它们表现出的偏好进行测量，但我还没有得到结果。

所以我很遗憾地说，我的演讲到这里就要结束了。不过，我希望你们能够对我们如何解决这个具有挑战性的问题，有所了解。

结语

虽然Erlich教授的演讲暂时还无法给出确凿的结论，但是它给了我们一个很好的示范，关于如何在神经学领域把微观、宏观之间统摄起来，神经学学者尝试用神经学去跨学科地解答一些看似是社会学、心理学的综合性问题。这也是今天我们跨学科地把自然科学与社会科学联系起来的重要路径，或许会对未来解决社会问题提供了更丰富便捷的方案。

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